Раздел 1. Выбор электродвигателя и кинематико-динамический расчёт приводной станции

ДЕТАЛИ МАШИН

И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Курсовой проект

РАСЧЕТ И КОНСТРУПРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА МАШИННОГО АГРЕГАТА с использованием систем автоматизированного проектирования

APM Winmachine и КОМПАС-3D»

Студент ___________

Шифр ______

Руководитель:

д.т.н., проф. Поболь О.Н.

Москва – 2013

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Задана схема привода механического агрегата (рис.А), мощность на его ведомом валу Р₃ =3,2 кВт и частота вращения этого вала n₃ = 115 об/мин.

Требуется:

· выбрать электродвигатель и выполнить кинематический и динамический расчет привода;

· выполнить расчет и клиноременной передачи генерацию чертежа ведомого шкива;

· выполнить расчет зубчатой передачи цилиндрического редуктора и генерацию чертежа ведомого зубчатого колеса;

· выполнить проектный расчет валов редуктора и подбор подшипников;

· разработать эскиз компоновки редуктора;

		Муфта для соединения с ведущим валом машинного агрегата

Рис. А. Схема приводной станции конвейера

1 – ведущий вал приводной станции (вал электродвигателя);

2 – промежуточный вал станции (ведущий вал редуктора);

3 – ведомый вал приводной станции (редуктора).

Работа содержит пояснительную записку с расчётами, чертежи отдельных деталей, а также компоновочный эскиз и чертеж редуктора приводной станции, выполненные с использованием систем автоматизированного проектирования АПМ WinMachine и КОМПАС-3D.

Введение. Современные системы автоматизированного проектирования машин

Проектирование, технологическая подготовка производства и испытания машин и механизмов, а также и само производство в настоящее время выполняется с использованием специализированных систем автоматизированного проектирования (САПР). Это одновременно с ускорением производственного цикла и повышением качества выпускаемой продукции обеспечивает высокую экономическую. эффективность (не менее 30%). Интегрированные программные комплексы CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM, включающие в себя пакеты программ для сквозной конструкторско-технологической подготовки и организации автоматизированного производства:

CAD – САПР-программы для черчения и пространственного моделирования;

CAE – расчетные инженерные программы;

CAM –модули подготовки программ для станков с ЧПУ;

CAPP – САПР для технологической подготовки производства и технического нормирования;

PDM – программа электронного документооборота и управления проектами.

Настоящая курсовая работа имеет целью выполнение инженерных расчетов и отдельных этапов проектирования традиционными методами и с применением специализированных САПР APM WinMachine и КОМПАС-3D, что позволяет студентам практически оценить возможности и преимущества систем автоматизированного проектирования.

Система APM WinMachine

Базовым программным комплексом такого типа является система автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства – комплекс APM WinMachine (компания АПМ, Россия). Инструментально-экспертная система автоматизированного расчета и проектирования в машиностроении и строительстве APM WinMachine представляет собой энциклопедию по машиностроению, включающую инструменты и программы для автоматизированного расчета и проектирования деталей машин, механизмов, элементов конструкций и узлов. Кроме этого, она имеет современные графические средства, встроенные базы данных, необходимую информационную базу знаний, разветвленную систему подсказок и электронный учебник по основам проектирования машин.

В работе используются программный модуль WinTrans - модуль проектирования передач вращения. Этот модуль предназначен для расчета всех типов зубчатых передач, а также червячных, ременных и цепных передач, и выполнения чертежей элементов этих передач в автоматическом режиме;

Система КОМПАС-3D

Наибольшее распространение в конструкторской практике среднего уровня в стране получил программный комплекс КОМПАС-3D (компания Аскон, Россия). В настоящее время российская компания Аскон является ведущим разработчиком систем для автоматизации машиностроительных и технологических предприятий. Она разрабатывает системы для автоматизированного проектирования, технологической подготовки производства. документации и управления жизненным циклом изделия (CAD/CAM/PLM-системы). Облегчённая некоммерческая версия КОМПАС-3D LT V9/V10/V12 Plus предназначена для выполнения учебных проектно-конструкторских работ.

Система КОМПАС-3D предназначена для создания двумерных и трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного. прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.

Ключевой особенностью КОМПАС-3D является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН. Основная задача, решаемая системой — моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство. Эти цели достигаются благодаря возможностям:

· быстрого получения конструкторской и технологической документации, необходимой для выпуска изделий (3D-моделей и сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.);

• передачи в электронном виде геометрии изделий в расчетные пакеты;
• передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ,
• создания дополнительных изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.д.);
• наличия обширного набора библиотек параметрических элементов: библиотеки стандартных элементов, библиотеки конструктивных элементов (отверстия, канавки, элементы валов и т.п.), библиотеки элементов схем (гидравлика, пневматика, радиодетали и т.п.), библиотеки станочных приспособлений и др.;
• возможности легко создавать и редактировать библиотечные элементы, создавать свои библиотеки обычными средствами системы без применения каких-либо языков программирования.

Раздел 1. Выбор электродвигателя и кинематико-динамический расчёт приводной станции

1. Общий КПД привода равен

Значения КПД приняты по таблице П.2 приложения 1 методи-ческих указаний

0,95 ∙ 0,99² ∙ 0,98 = 0,91

где = 0,95 - КПД клиноремённой передачи;

= 0,99 - КПД пары подшипников;

= 0,98 - КПД прямозубого зацепления.

2. Требуемая мощность электродвигателя равна

3,2/0,91 = 3,5 кВт,

где P₃ = 3,2 - мощность на ведомом валу передачи, кВт.

По справочной таблице приложения методических указаний выбран асинхронный электродвигатель марки 4А100L4

Р_эл = 4 кВт;

n₁ = 1430 об/мин;

149,7 рад/с.

3. Общее передаточное отношение передачи составляет

= 12,4.

4. Распределяем общее передаточное отношение по ступеням

По таблице П.4 приложения 1 методических указаний принимаем стандартное передаточное отношение редуктора u_ред = 4, тогда передаточное отношение ремённой передачи составляет

12,4/4 =3,1.

5. Определяем угловые скорости ω_i и вращающие (крутящие) моменты Т_i на валах:

· вал 1

ω₁ = 149,7 рад/с;

= 23 Нм;

· вал 2

48,3 рад/с;

= 68,8 Нм;

· вал 3

12 рад/с;

= 266,7 Нм.